人教版高中生物必修2-7.2《種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化》名師課件

1、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化探究活動(dòng)（一）探究活動(dòng)（一）情景：情景：如果在灰色翅（基因型為如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論題目：討論題目：1.根據(jù)達(dá)爾文根據(jù)達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰適者生存、不適者淘汰”的觀點(diǎn)該綠色的觀點(diǎn)該綠色個(gè)體個(gè)體一定一定能被選擇下來(lái)嗎？能被選擇下來(lái)嗎？2.如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來(lái)，它體內(nèi)的如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來(lái)，

2、它體內(nèi)的A基因基因怎樣才能傳遞給后代？怎樣才能傳遞給后代？3.如果如果Aa與其他個(gè)體交配生殖，后代還會(huì)是綠色嗎？與其他個(gè)體交配生殖，后代還會(huì)是綠色嗎？ 綠色個(gè)體即使不被天敵捕食，可能由于其他原因綠色個(gè)體即使不被天敵捕食，可能由于其他原因中途夭折。中途夭折。通過(guò)有性生殖將基因傳給子代，將通過(guò)有性生殖將基因傳給子代，將A A保留下來(lái)。保留下來(lái)。后代會(huì)發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)后代會(huì)發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)aaaa的個(gè)體。的個(gè)體。生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化。是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化。思維梳理：思維

3、梳理： 研究個(gè)體研究個(gè)體-群體群體-什么樣的群體？什么樣的群體？（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：1 1、種群概念：、種群概念：生活在生活在一定區(qū)域一定區(qū)域的的同種生物同種生物的全部個(gè)體。的全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū)臥龍自然保護(hù)區(qū) 獼猴獼猴例：判斷下列是否屬于種群例：判斷下列是否屬于種群（1 1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（2 2）一個(gè)池塘中的全部魚）一個(gè)池塘中的全部魚（3 3）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（4 4）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英2 2、種群的特點(diǎn)：、種群的特點(diǎn)： 種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合種群中的個(gè)體

4、并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此在一起，而是彼此可以交配可以交配，并，并通過(guò)通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代繁殖將各自的基因傳給后代。 同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？蝗蟲種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？3 3、基因庫(kù)：、基因庫(kù)：一個(gè)種群一個(gè)種群中中全部個(gè)體全部個(gè)體所含有的所含有的全部基因全部基因。4 4、基因頻率：、基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因某個(gè)基因占占全部等位基因數(shù)的比率全部等位基因數(shù)的比率。概念：概念：基因頻率的計(jì)算基因頻率的計(jì)算 某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)槟忱ハx種群中，綠色翅的基因?yàn)锳,

5、A, 褐色翅的基因褐色翅的基因?yàn)闉閍 a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AAAA、AaAa、aaaa的個(gè)體分別是的個(gè)體分別是3030、6060、1010個(gè)個(gè), ,那么那么A A、a a的基因頻率是多少？（的基因頻率是多少？（自讀書自讀書115115頁(yè)頁(yè)）A=302+60 _ 200=60% 200a=102+60 _=40% =親代基因型的頻率親代基因型的頻率AAAA(30%)(30%)AaAa(60%)(60%)aaaa(10%)(10%)配子的比率配子的比率A( )A( )A( )A( )a( )a( )a( )a( )子代基因型的頻率子代基因型的頻率AA( )AA( ) Aa( )Aa( )aa(

6、)aa( )子代種群的基因頻率子代種群的基因頻率A ( )A ( )a( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40% 親代親代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型頻率頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻基因頻率率Aa36%36%36%48%48%48%16%16%16%60%60%60%60%40%40%40%40%探究活動(dòng)二：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的計(jì)算探究活動(dòng)二：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的計(jì)算若親代昆蟲中的種群滿足以下五個(gè)條件：若親代昆蟲中的種群滿足以下五個(gè)條件：昆蟲種群數(shù)量足夠大昆蟲種群數(shù)量足夠大全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代全部的雌雄個(gè)

7、體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代沒(méi)有遷入與遷出沒(méi)有遷入與遷出自然選擇對(duì)自然選擇對(duì)A A、a a控制的翅型性狀沒(méi)有作用控制的翅型性狀沒(méi)有作用也沒(méi)有基因突變和染色體變異也沒(méi)有基因突變和染色體變異 19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（因（S）頻率為）頻率為5%，淺灰色基因，淺灰色基因（s）頻率為）頻率為95% 20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（基因（S）頻率為）頻率為95%，淺灰色，淺灰色基因（基因（s）頻率為）頻率為5%根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變（2 2）現(xiàn)

8、在我們用數(shù)學(xué)方法來(lái)討論一下樺尺蠖基因頻率變）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來(lái)討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。化的原因。18701870年樺尺蠖的基因型頻率為年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%SS10%，Ss20%Ss20%， ss70%ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%10%，黑色，黑色個(gè)體每年增加個(gè)體每年增加10%10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？因型頻率與基因頻率是多少呢？第第1 1年年

9、第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因基因型頻型頻率率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因基因頻率頻率S20%23%26.1%29.3%s80%77%73.9%70.7% 升高升高降低降低 所以，在自然選擇作用下，所以，在自然選擇作用下，種群的種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。朝著一定的方向不斷進(jìn)化。自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇決定生物進(jìn)化的方向生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)： 種群基因頻率的改變種群基因頻率的改變1.突變可以嗎？突變可以

10、嗎？2. 基因重組能不能？基因重組能不能？若這些都可以使基因頻率改變，它們對(duì)若這些都可以使基因頻率改變，它們對(duì)生物進(jìn)化的作用一樣嗎？生物進(jìn)化的作用一樣嗎？可遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組突變突變 生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的，它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢？害的，它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢？ 例例 果蠅約有果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是105，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個(gè)體個(gè)體 108種群種群=2 107基因基因突變突變產(chǎn)生產(chǎn)生等位基因等位基因基因重組基因重組多種多樣多種多樣的基因型的基因型種群出現(xiàn)大量種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異的可遺傳變異突變和基因重組突變和基因重組是不定向的是不定向的提供生物進(jìn)化的原材提供生物進(jìn)化的原材料料總結(jié)總結(jié)種群種群是生物進(jìn)化的基本單位是生物進(jìn)化的基本單位突變和基因重組突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料原材料，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率